CN102543130A - 适用于dvd系统的最大似然检测器及其数据处理方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于DVD系统的最大似然检测器及其数据处理方法，该检测器由路径分支度量计算模块、路径度量选择模块、优先路径存储模块、20个优先路径管理单元模块、最优路径选择模块和二进制输出选择模块组成。本发明采用最大似然检测技术，即基于卷积编码原理，采用动态计算的算法从一系列编码路径图中找到最优路径，从最优路径中译出原数据；可以有效消除通信信道畸变带来的影响，大幅降低误码率，提高系统稳定性。

Description

适用于DVD系统的最大似然检测器及其数据处理方法

技术领域

本发明涉及最大似然检测技术，尤指一种适用于DVD系统的最大似然检测器及其数据处理方法，特别是一种基于目标响应(12221)的适用于DVD系统的最大似然检测器及其数据处理方法。

背景技术

传统数值检测技术主要利用域值检测技术对输入的模拟信号进行二值化操作。首先将输入的模拟信号切割成高低电平表示的二值信号，然后再以符号频率对切割后的信号进行采样，最终得到二进制数据。理想信道情况下，域值检测技术能够很好的工作，但当通信信道受到干扰而产生畸变时，由于采用域值检测技术的检测器的输出很大程度上依赖输入信号的幅度，检测器的误码率迅速增大，不能正常工作，极大的影响了系统的稳定性。最大似然检测技术基于卷积编码原理，采用动态计算的算法从一系列编码路径图中找到最优路径，进而可从最优路径中译出原数据，达到对模拟信号进行二值化的目的。采用最大似然检测技术的检测器可以有效消除通信信道畸变带来的影响，大幅降低误码率，提高系统稳定性。

发明内容

本发明主要是针对传统域值检测技术存在的问题和最大似然检测技术具有的巨大优势，提出一种适用于DVD系统的最大似然检测器及其数据处理方法，该检测器具有普适性，利于系统集成；纠错能力强，能较好地降低误码率。

本发明的技术解决方案如下：

一种适用于DVD系统的最大似然检测器，更确切地说是一种基于目标标响应(12221)的适用于DVD系统的最大似然检测器，其特点在于该检测器由路径分支度量计算模块、路径度量选择模块、优先路径存储模块、20个优先路径管理单元模块、最优路径选择模块和二进制输出选择模块组成，上述各模块的连接关系如下：

所述的路径分支度量计算模块的一维输入端接收输入信号，所述路径分支度量模块的输出端接所述的路径度量选择模块的第一输入端；所述路径度量选择模块的第一输出端接所述优先路径存储模块的输入端；所述优先路径存储模块的第一输出端接所述路径度量选择模块的第二输入端，所述优先路径存储模块的第二输出端接所述最优路径选择模块的输入端；所述最优路径选择模块的输出端接所述二进制输出选择模块的第一输入端；所述路径度量选择模块的第二输出端同时与所述优先路径管理单元模块的20个优先路径管理单元的第二输入端相连；所述优先路径管理单元模块的20个优先路径管理单元的第一输入端和输出端依次串联；其中第1优先路径管理单元的第一输入端接常向量R，R＝(01110001)；第20优先路径管理单元模块的输出端接所述二进制输出选择模块的第二输入端；所述二进制输出选择模块的输出端即为本检测器的输出端，所述的路径分支度量计算模块的输入端是1维，输出端是12维，所述的路径度量选择模块的第一输入端为8维，第2第一输入端为4维，所述的优先路径存储模块的输入端、第一输出端、第二输出端、最优路径选择模块的输入端和输出端、所述二进制输出选择模块的第一输入端、第二输入端和输出端均为8维。

所述的适用于DVD系统的最大似然检测器的数据处理方法，包括以下步骤：

1)、所述路径分支度量计算模块接收输入信号并计算所有工作状态路径分支度量：

采用欧氏距离或绝对距离表示当前时刻当前路径分支度量BM(t，i)，

欧氏距离：

BM(t，i)＝(y_t-i)²

绝对距离：

BM(t，i)＝|y_t-i|

其中：BM(t，i)为当前时刻当前路径分支的度量，y_t为输入信号，i为理想信号，i＝0，1，2，3，4，5，6，7，8；

2)、所述路径度量选择模块根据所述路径度量计算模块输入的所有状态的路径分支度量BM(t，i)和所述优先路径存储模块输入的前一时刻所有状态的路径分支度量PM(t-1，i)，按下列方式计算当前时刻所有状态的路径度量PM(t，i))并输出到所述优先路径存储模块(3)，同时输出指示信号Select到所述20个优先管理单元；工作状态S0000，S0001，S1110，S1111有多条分支转入，称这些状态是具有多分支转入的状态，即在每一时刻可能有多个工作状态因不同输入而转入此工作状态；路径度量计算采用前一时刻的路径度量与当前时刻路径分支度量相加；具有多分支转入的工作状态选择其中最小的作为当前工作状态当前时刻的路径度量；单分支转入工作状态当前时刻的路径度量即为相加后结果；路径度量计算实现如下：

PM(t，S0000)＝min{PM(t-1，S0000)+BM(t，0)，PM(t-1，S1000)+BM(t，1)}

PM(t，S0001)＝min{PM(t-1，S0000)+BM(t，1)，PM(t-1，S1000)+BM(t，2)}

PM(t，S0011)＝PM(t-1，S0001)+BM(t，3)

PM(t，S0111)＝PM(t-1，S0011)+BM(t，5)

PM(t，S1000)＝PM(t-1，S1100)+BM(t，3)

PM(t，S1100)＝PM(t-1，S1110)+BM(t，5)

PM(t，S1110)＝min{PM(t-1，S0111)+BM(t，6)，PM(t-1，S1111)+BM(t，7)}

PM(t，S1111)＝min{PM(t-1，S0111)+BM(t，7)，PM(t-1，S1111)+BM(t，8)}

其中BM(t，i)为当前时刻路径分支的度量，i＝(0，1，2，3，4，5，6，7，8)；

PM(t，Sabcd)(abcd∈{0000，0001，0011，0111，1000，1100，1110，1111})为状态Sabcd在t时刻的路径度量值；

所述的路径度量选择模块输出的指示信号Select可定义为Select＝(Select0，Select1，Select2，Select3)，以0或1来指示选择不同的分支；如工作状态S0000，若选择是由S0000转入，则Select0＝0，否则Select0＝1；Select1，Select2，Select3分别指示工作状态S0001，S1110，S1111的选择，具体实现算法如下：

$\mathrm{Select}0=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{ifPM}(t-1,S0000)+\mathrm{BM}(t,0)<\mathrm{PM}(t-1,S1000)+\mathrm{BM}(t,1)\\ 1,& \mathrm{else}\end{array}\right.$

$\mathrm{Select}1=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if\; PM}(t-1,S0000)+\mathrm{BM}(t,1)<\mathrm{PM}(t-1,S1000)+\mathrm{BM}(t,2)\\ 1,& \mathrm{else}\end{array}\right.$

$\mathrm{Select}2=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if\; PM}(t-1,S0111)+\mathrm{BM}(t,6)<\mathrm{PM}(t-1,S1111)+\mathrm{BM}(t,7)\\ 1,& \mathrm{else}\end{array}\right.$

$\mathrm{Select}3=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if\; PM}(t-1,S0111)+\mathrm{BM}(t,7)<\mathrm{PM}(t-1,S1111)+\mathrm{BM}(t,8)\\ 1,& \mathrm{else}\end{array}\right.$

其中BM(t，i)为当前时刻当前路径分支的度量，i＝(0，1，2，3，4，5，6，7，8)；

PM(t，Sabcd)(abcd∈{0000，0001，0011，0111，1000，1100，1110，1111})为状态Sabcd在t时刻的路径量值；

3)、所述路优先路径存储模块存储所述路径度量选择模块输入的当前时刻所有状态的路径度量PM(t，i)，并将当前时刻所有状态的路径度量输出到所述最优路径选择模块；

4)、所述20个优先路径管理单元模块根据信号第一输入端的输入信号和从第二输入端输入信号中选择各个工作状态的幸存路径信息并输出到一下优先路径管理单元的第二输入端；所述单个优先路径管理单元的第一输入端为4维输入端，各维输入分别用Select0，Select1，Select2，Select3表示；所述单个优先路径管理单元的第二输入端维数为8维，分别以Input0～Input7表示各维输入，即：

Input0，Input1，Input2，Input3，Input4，Input5，Input6，Input7；所述单个优先路径管理单元输出端维数为8维，分别以Output0～Output7表示各维输出，即：Output0，Output1，Output2，Output3，Output4，Output5，Output6，Output7；单个优先路径管理单元的算法如下：

$\mathrm{Output}0=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}0,\mathrm{if\; Select}0==0;\\ \mathrm{Input}4,\mathrm{if\; Select}0==1;\end{array}\right.$

$\mathrm{Output}1=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}0,\mathrm{if\; Select}1==0;\\ \mathrm{Input}4,\mathrm{if\; Select}1==1;\end{array}\right.$

Output2＝Input1；

Output3＝Input2；

Output4＝Input5；

Output5＝Input6；

$\mathrm{Output}6=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}3,\mathrm{if\; Select}2==0;\\ \mathrm{Input}7,\mathrm{if\; Select}2==1;\end{array}\right.$

$\mathrm{Output}7=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}3,\mathrm{if\; Select}3==0;\\ \mathrm{Input}7,\mathrm{if\; Select}3==1;\end{array}\right.$

5)、所述二进制输出选择模块根据输入的所有工作状态的路径度量PM选择最优路径，并输出指示信号B：

所述最优路径选择模块的输入端维数为8维，分别用PM0～PM8表示，即：PM＝(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)；

所述二进制输出选择模块的输出端维数同样为8维，分别用B0～B7表示，即：B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)；所述二进制输出选择模块的算法如下：

PM)＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(1，0，0，0，0，0，0，0)

PM1＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，1，0，0，0，0，0，0)

PM2＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，1，0，0，0，0，0)

PM3＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，1，0，0，0，0)

PM4＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，1，0，0，0)

PM5＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，1，0，0)

PM6＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，0，1，0)

PM7＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，0，0，1)

6)、所述二进制输出选择模块根据第一输入端输入的指示信息B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)从第二输入端输入的信息R₂₀中选择最大似然检测器的输出：

所述二进制输出选择模块第二输入端维数为8维，分别用

R₂₀0，R₂₀1，R₂₀2，R₂₀3，R₂₀4，R₂₀5，R₂₀6，R₂₀7表示，即：

R₂₀＝(R₂₀0，R₂₀1，R₂₀2，R₂₀3，R₂₀4，R₂₀5，R₂₀6，R₂₀7)，则所述二进制输出选择模块(6)的算法如下：

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(1，0，0，0，0，0，0，0)时，Bin＝R₂₀0

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，1，0，0，0，0，0，0)时，Bin＝R₂₀1

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，1，0，0，0，0，0)时，Bin＝R₂₀2

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，1，0，0，0，0)时，Bin＝R₂₀3

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，1，0，0，0)时，Bin＝R₂₀4

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，1，0，0)时，Bin＝R₂₀5

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，0，1，0)时，Bin＝R₂₀6

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，0，0，1)时，Bin＝R₂₀7

本发明的技术效果如下：

1、本发明提出了一种基于目标响应(12221)适用于DVD系统的最大似然检测器的实现架构，如图1所示；该架构易于硬件实现，利于系统集成。

2、本发明采用最大似然检测技术；相对于传统的峰值检测技术，该技术通过引入可控制的码间干扰来达到消除码间干扰的目的，可以有效消除通信信道畸变带来的影响，大幅降低误码率，提高系统稳定性。

仿真实验表明，本发明可以有效纠正由通信信道畸变带来随机误码和突发误码，从而大幅降低误码率，提高系统稳定性。

附图说明

图1是基于目标响应PR(12221)适用于DVD系统的最大似然检测器实现结构框图

图2是基于目标响应PR(12221)适用于DVD系统的最大似然检测器状态转换图

图3是基于目标响应PR(12221)适用于DVD系统的最大似然检测器的优先路径管理单元模块硬件实现示意图

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

图1是基于特定目标响应的最大似然检测器硬件实现结构框图。如图所示，本发明装置由路径分支度量计算模块1、路径度量选择模块2、优先路径存储模块3、20个优先路径管理单元模块4-1，4-2，...，4-20、最优路径选择模块5和二进制输出选择模块6组成，上述各模块的连接关系如下：

所述的路径分支度量计算模块1的一维输入端接收输入信号，所述路径分支度量模块1的输出端接所述的路径度量选择模块2的第一输入端(该输入端维数为12维)；所述路径度量选择模块2的第一出端(该输出端维数为8维)接所述优先路径存储模块3的输入端(该输入端维数为8维)；所述路径度量选择模块2的第二输出端(该输出端维数为4维)接所述20个优先路径管理单元模块4-1，4-2，...，4-20的第二输入端(该输入端维数为4维)；所述优先路径存储模块3的第一输出端(该输出端维数为8维)接所述路径度量选择模块2的第二输入端(该输入端维数为8维)，所述优先路径存储模块3的第二输出端(该输出端维数为8维)接所述最优路径选择模块5的输入端(该输入端维数8维)；所述20个优先路径管理单元模块4-1，4-2，...，4-20的第一输入端和输出端皆为8维；其中第1优先路径管理单元4-1的第一输入端接8维常向量R，R＝(01110001)；该第1优先路径管理单元4-1到第19优先路径管理单元模块4-19的输出端分别接地第2优先路径管理单元4-2到第20优先路径管理单元4-20的第一输入端，第20优先路径管理单元4-20的输出端接所述二进制输出选择模块6的第二输入端(该输出端维数为8维)；所述最优路径选择模块5的输出端(该输出端维数为8维)接所述二进制输出选择模块6的第一输入端(该输入端维数为8维)；所述二进制输出选择模块6的输出端即为检测器最终输出。

图2是本发明基于目标响应PR(12221)适用于DVD系统的最大似然检测器状态转换图。当给定的目标响应为PR(12221)，即当前输出不仅与当前输入有关，且与前4个时刻的输入有关，t时刻的输出可表示为O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4。若将前4个时刻的输入记为状态，即记SI_t-4I_t-3I_t-2I_t-1为当前时刻状态；总状态数为16个：S0000，S0001，S001，S0011，S0100，S0101，S0110，S0111，S1000，S1001，S1010，S1011，S1100，S1101，S1110，S1111。又因DVD系统采用RLL(2，10)编码，每两个信道位1之间信产道位0的个数不少于2个，但不大于10个，则总状态数进一步减少，其中S0011，S0101，S0110，S0111，S1010，S1011，S1100，S1101，S1110，S1111是非法状态，最终确定的状态数为6个：S0000，S0001，S0010，S0100，S1000，S1001考虑在DVD系统中，写入数据之前需要对编码数据进行NRZI变换，对所述6个状态考虑NRZI变换，则最终状态数8个：S0000，S0001，S0011，S0111，S1000，S1100，S1110，S1111。随着输入的到来，状态不断的变化，便形成如图2所示的最大似然检测器工作状态转换图。如图2所示，若当前状态为S0000，当t时刻输入I_t＝1时，则状态将转到S0001，输出可表示为：

O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4＝1+2·0+2·0+2·0+0＝1

当t时刻输入I_t＝0时，则状态仍将转到S0000，输出可表示为：

O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4＝0+2·0+2·0+2·0+0＝0

若当前状态为S0001，根据DVD系统编码规则，t时刻输入I_t只能为1，则状态将转到S0011，输出可表示为：

O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4＝1+2·1+2·0+2·0+0＝3

若当前状态为S0011，根据DVD系统编码规则，t时刻输入I_t只能为1，则状态将转到S0111，输出可表示为：

O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4＝1+2·1+2·1+2·0+0＝5

若当前状态为S0111，当t时刻输入I_t＝1时，则状态将转到S1111，输出可表示为：

O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4＝1+2·1+2·1+2·1+0＝7

当t时刻输入I_t＝0时，则状态将转到S1110，输出可表示为：

O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4＝0+2·1+2·1+2·1+0＝6

若当前状态为S1000，当t时刻输入I_t＝1时，则状态将转到S0001，输出可表示为：

O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4＝1+2·0+2·0+2·0+1＝2

当t时刻输入I_t＝0时，则状态将转到S0000，输出可表示为：

O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4＝0+2·0+2·0+2·0+1＝1

若当前状态为S1100，根据DVD系统编码规则，t时刻输入I_t只能为0，则状态将转到S1000，输出可表示为：

O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4＝0+2·0+2·0+2·1+1＝3

若当前状态为S1110，根据DVD系统编码规则，t时刻输入I_t只能为0，则状态将转到S1100，输出可表示为：

O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4＝0+2·0+2·1+2·1+1＝5

若当前状态为S1111，当t时刻输入I_t＝1时，则状态仍将转到S1111，输出可表示为：

O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4＝1+2·1+2·1+2·1+1＝8

当t时刻输入I_t＝0时，则状态将转到S1110，输出可表示为：

O(t)＝I_t+2·I_t-1+2·I_t-2+2·I_t-3+I_t-4＝0+2·1+2·1+2·1+1＝7

图3是基于目标响应PR(12221)适用于DVD系统的最大似然检测器的优先路径管理单元模块硬件实现示意图。所述单个优先路径管理单元模块实现算法如下：

$\mathrm{Output}0=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}0,\mathrm{if\; Select}0==0;\\ \mathrm{Input}4,\mathrm{if\; Select}0==1;\end{array}\right.$

$\mathrm{Output}1=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}0,\mathrm{if\; Select}1==0;\\ \mathrm{Input}4,\mathrm{if\; Select}1==1;\end{array}\right.$

Output2＝Input1；

Output3＝Input2；

Output4＝Input5；

Output5＝Input6；

$\mathrm{Output}6=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}3,\mathrm{if\; Select}2==0;\\ \mathrm{Input}7,\mathrm{if\; Select}2==1;\end{array}\right.$

$\mathrm{Output}7=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}3,\mathrm{if\; Select}3==0;\\ \mathrm{Input}7,\mathrm{if\; Select}3==1;\end{array}\right.$

本发明基于目标响应(12221)适用于DVD系统的最大似然检测器的数据处理方法，该方法包括以下步骤：

1)、所述路径分支度量计算模块1接收输入信号并计算所有工作状态路径分支度量；即计算实际输入信号y_t与工作状态转换过程中理想信号的欧氏距离或绝对距离；实现算法如下：

欧氏距离：

BM(t，i)＝(y_t-i)²

其中BM(t，i)为当前时刻当前路径分支的度量，y_t为输入信号，i为理想信号，i＝(0，1，2，3，4，5，6，7，8)；

绝对距离：

BM(t，i)＝|y_t-i|

其中BM(t，i)为当前时刻当前路径分支的度量，y_t为输入信号，i＝(0，1，2，3，4，5，6，7，8)；

2)、所述路径度量选择模块2根据所述路径度量计算模块1输入的所有状态的路径分支度量BM和所述优先路径存储模块3输入的前一时刻所有状态的路径分支度量PM(t-1，i)，计算当前时刻所有状态的路径度量PM(t，i))并输出到所述优先路径存储模块3，同时输出指示信号Select到所述20个优先管理单元模块4-1，4-2，...，4-20；工作状态S0000，S0001，S1110，S1111有多条分支要以转入，称这些状态是具有多分支转入的状态，即在每一时刻可能有多个工作状态因不同输入而转入此工作状态；路径度量计算采用前一时刻的路径度量与路径分支度量相加；具有多分支转入的工作状态选择其中最小的作为当前工作状态当前进刻的路径度量；单分支转入工作状态当前时刻的路径度量即为相加后结果；路径度量计算实现如下：

PM(t，S0000)＝min{PM(t-1，S0000)+BM(t，0)，PM(t-1，S1000)+BM(t，1)}

PM(t，S0001)＝min{PM(t-1，S0000)+BM(t，1)，PM(t-1，S1000)+BM(t，2)}

PM(t，S0011)＝PM(t-1，S0001)+BM(t，3)

PM(t，S0111)＝PM(t-1，S0011)+BM(t，5)

PM(t，S1000)＝PM(t-1，S1100)+BM(t，3)

PM(t，S1100)＝PM(t-1，S1110)+BM(t，5)

PM(t，S1110)＝min{PM(t-1，S0111)+BM(t，6)，PM(t-1，S1111)+BM(t，7)}

PM(t，S1111)＝min{PM(t-1，S0111)+BM(t，7)，PM(t-1，S1111)+BM(t，8)}

其中BM(t，i)为当前时刻路径分支的度量，i＝(0，1，2，3，4，5，6，7，8)；

PM(t，Sabcd)(abcd∈{0000，0001，0011，0111，1000，1100，1110，1111})为状态Sabcd在t时刻的路径量值；

所述路径度量选择模块2输出的指示信号Select可定义为Select＝(Select0，Select1，Select2，Select3)，以0或1来指示选择不同的分支；如工作状态S0000，若选择是由S0000转入，则Select0＝0，否则Select0＝1；Select1，Select2，Select3分别指示工作状态S0001，S1110，S1111的选择，具体实现算法如下：

$\mathrm{Select}0=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if\; PM}(t-1,S0000)+\mathrm{BM}(t,0)<\mathrm{PM}(t-1,S1000)+\mathrm{BM}(t,1)\\ 1,& \mathrm{else}\end{array}\right.$

$\mathrm{Select}1=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if\; PM}(t-1,S0000)+\mathrm{BM}(t,1)<\mathrm{PM}(t-1,S1000)+\mathrm{BM}(t,2)\\ 1,& \mathrm{else}\end{array}\right.$

$\mathrm{Select}2=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if\; PM}(t-1,S0111)+\mathrm{BM}(t,6)<\mathrm{PM}(t-1,S1111)+\mathrm{BM}(t,7)\\ 1,& \mathrm{else}\end{array}\right.$

$\mathrm{Select}3=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if\; PM}(t-1,S0111)+\mathrm{BM}(t,7)<\mathrm{PM}(t-1,S1111)+\mathrm{BM}(t,8)\\ 1,& \mathrm{else}\end{array}\right.$

其中BM(t，i)为当前时刻当前路径分支的度量，i＝(0，1，2，3，4，5，6，7，8)；

PM(t，Sabcd)(abcd∈{0000，0001，0011，0111，1000，1100，1110，1111})为状态Sabcd在t时刻的路径量值；

3)、所述路优先路径存储模块存储所述路径度量选择模块2输入的当前时刻所有状态的路径度量PM(t，i)，并将当前时刻所有状态的路径度量输出到所述最优路径存储模块3，可用器实现这一模块；

4)、所述20个优先路径管理单元模块4-1，4-2，...，4-20根据信号第一输入端的输入信号从第二输入端输入信号中选择各个工作状态的幸存路径信息并输出到一下优先路径管理单元模块的第二输入端；所述单个优先路径管理单元模块的第一输入端为4维输入端，各维输入分别用Select0，Select1，Select2，Select3表示；所述单个优先路径管理单元模块的第二输入端维数为8维，分别以Input0～Input7表示各维输入，即：Input0，Input1，Input2，Input3，Input4，Input5，Input6，Input7；所述单个优先路径管理单元模块的输出端维数为8维，分别以Output0～Output7表示各维输出，即：Output0，Output1，Output2，Output3，Output4，Output5，Output6，Output7；单个优先路径管理单元模块实现算法如下：

$\mathrm{Output}0=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}0,\mathrm{if\; Select}0==0;\\ \mathrm{Input}4,\mathrm{if\; Select}0==1;\end{array}\right.$

$\mathrm{Output}1=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}0,\mathrm{if\; Select}1==0;\\ \mathrm{Input}4,\mathrm{if\; Select}1==1;\end{array}\right.$

Output2＝Input1；

Output3＝Input2；

Output4＝Input5；

Output5＝Input6；

$\mathrm{Output}6=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}3,\mathrm{if\; Select}2==0;\\ \mathrm{Input}7,\mathrm{if\; Select}2==1;\end{array}\right.$

$\mathrm{Output}7=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}3,\mathrm{if\; Select}3==0;\\ \mathrm{Input}7,\mathrm{if\; Select}3==1;\end{array}\right.$

5)、所述二进制输出选择模块5根据输入的所有工作状态的路径度量PM选择最优路径，并输出指示信号B；所述最优路径选择模块5的输入端维数为8维，分别用PM0～PM8表示各维输入，即：

PM＝(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)；

所述二进制输出选择模块5的输出端维数同样为8维，分别用B0～B7表示各维输出，即：B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)；所述二进制输出选择模块5实现算法如下：

PM0＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(1，0，0，0，0，0，

PM1＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，1，0，0，0，0，

PM2＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，1，0，0，0，

PM3＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，1，0，0，

PM4＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，1，0，

PM5＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，1，

PM6＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，0

PM7＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，0

6)、所述二进制输出选择模块6根据第一输入端(该输入端维数为8维)输入的指示信息B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)从第二输入端(该输入端维数为8维)输入的信息R₂₀中选择最终输出，也即所述最大似然检测器的输出；所述二进制输出选择模块6第二输入端维数为8维，分别用

R₂₀0，R₂₀1，R₂₀2，R₂₀3，R₂₀4，R₂₀5，R₂₀6，R₂₀7表示各维输入，即：

R₂₀＝(R₂₀0，R₂₀1，R₂₀2，R₂₀3，R₂₀4，R₂₀5，R₂₀6，R₂₀7)，则所述二进制输出选择模块6实现算法如下：

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(1，0，0，0，0，0，0，0)时，Bin＝R₂₀0

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，1，0，0，0，0，0，0)时，Bin＝R₂₀1

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，1，0，0，0，0，0)时，Bin＝R₂₀2

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，1，0，0，0，0)时，Bin＝R₂₀3

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，1，0，0，0)时，Bin＝R₂₀4

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，1，0，0)时，Bin＝R₂₀5

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，0，1，0)时，Bin＝R₂₀6

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，0，0，1)时，Bin＝R₂₀7

Claims (2)

1.一种基于目标响应(12221)的适用于DVD系统的最大似然检测器，其特征在于该检测器由路径分支度量计算模块(1)、路径度量选择模块(2)、优先路径存储模块(3)、20个优先路径管理单元模块(4-1，4-2，…，4-20)、最优路径选择模块(5)和二进制输出选择模块(6)组成，上述各模块的连接关系如下：

所述的路径分支度量计算模块(1)的一维输入端接收输入信号，所述路径分支度量模块(1)的输出端接所述的路径度量选择模块(2)的第一输入端；所述路径度量选择模块(2)的第一输出端接所述优先路径存储模块(3)的输入端；所述优先路径存储模块(3)的第一输出端接所述路径度量选择模块(2)的第二输入端，所述优先路径存储模块(3)的第二输出端接所述最优路径选择模块(5)的输入端；所述最优路径选择模块(5)的输出端接所述二进制输出选择模块(6)的第一输入端；所述路径度量选择模块(2)的第二输出端同时与所述优先路径管理单元模块的20个优先路径管理单元(4-1，4-2，…，4-20)的第二输入端相连；所述优先路径管理单元模块的20个优先路径管理单元(4-1，4-2，…，4-20)的第一输入端和输出端依次串联；其中第1优先路径管理单元(4-1)的第一输入端接常向量R，R＝(01110001)；第20优先路径管理单元模块(4-20)的输出端接所述二进制输出选择模块(6)的第二输入端；所述二进制输出选择模块(6)的输出端即为本检测器的输出端，所述的路径分支度量计算模块(1)的输入端是1维，输出端是12维，所述的路径度量选择模块(2)的第一输入端为8维，第2第一输入端为4维，所述的优先路径存储模块(3)的输入端、第一输出端、第二输出端、最优路径选择模块(5)的输入端和输出端、所述二进制输出选择模块(6)的第一输入端、第二输入端和输出端均为8维。

2.权利要求1所述的适用于DVD系统的最大似然检测器的数据处理方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)、所述路径分支度量计算模块(1)接收输入信号并计算所有工作状态路径分支度量：

采用欧氏距离或绝对距离表示当前时刻当前路径分支度量BM(t，i)，

欧氏距离：

BM(t，i)＝(y_t-i)²

绝对距离：

BM(t，i)＝|y_t-i|

其中：BM(t，i)为当前时刻当前路径分支的度量，y_t为输入信号，i为理想信号，i＝0，1，2，3，4，5，6，7，8；

2)、所述路径度量选择模块(2)根据所述路径度量计算模块(1)输入的所有状态的路径分支度量BM(t，i)和所述优先路径存储模块(3)输入的前一时刻所有状态的路径分支度量PM(t-1，i)，按下列方式计算当前时刻所有状态的路径度量PM(t，i))并输出到所述优先路径存储模块(3)，同时输出指示信号Select到所述20个优先管理单元(4-1，4-2，…，4-20)；工作状态S0000，S0001，S1110，S1111有多条分支转入，称这些状态是具有多分支转入的状态，即在每一时刻可能有多个工作状态因不同输入而转入此工作状态；路径度量计算采用前一时刻的路径度量与当前时刻路径分支度量相加；具有多分支转入的工作状态选择其中最小的作为当前工作状态当前时刻的路径度量；单分支转入工作状态当前时刻的路径度量即为相加后结果；路径度量计算实现如下：

PM(t，S0000)＝min{PM(t-1，S0000)+BM(t，0)，PM(t-1，S1000)+BM(t，1)}

PM(t，S0001)＝min{PM(t-1，S0000)+BM(t，1)，PM(t-1，S1000)+BM(t，2)}

PM(t，S0011)＝PM(t-1，S0001)+BM(t，3)

PM(t，S0111)＝PM(t-1，S0011)+BM(t，5)

PM(t，S1000)＝PM(t-1，S1100)+BM(t，3)

PM(t，S1100)＝PM(t-1，S1110)+BM(t，5)

PM(t，S1110)＝min{PM(t-1，S0111)+BM(t，6)，PM(t-1，S1111)+BM(t，7)}

PM(t，S1111)＝min{PM(t-1，S0111)+BM(t，7)，PM(t-1，S1111)+BM(t，8)}

其中BM(t，i)为当前时刻路径分支的度量，i＝(0，1，2，3，4，5，6，7，8)；

PM(t，Sabcd)(abcd∈{0000，0001，0011，0111，1000，1100，1110，1111})为状态Sabcd在t时刻的路径度量值；

所述的路径度量选择模块(2)输出的指示信号Select可定义为Select＝(Select0，Select1，Select2，Select3)，以0或1来指示选择不同的分支；如工作状态S0000，若选择是由S0000转入，则Select0＝0，否则Select0＝1；Select1，Select2，Select3分别指示工作状态S0001，S1110，S1111的选择，具体实现算法如下：

$\mathrm{Select}0=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if\; PM}(t-1,S0000)+\mathrm{BM}(t,0)<\mathrm{PM}(t-1,S1000)+\mathrm{BM}(t,1)\\ 1,& \mathrm{else}\end{array}\right.$

$\mathrm{Select}1=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if\; PM}(t-1,S0000)+\mathrm{BM}(t,1)<\mathrm{PM}(t-1,S1000)+\mathrm{BM}(t,2)\\ 1,& \mathrm{else}\end{array}\right.$

$\mathrm{Select}2=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if\; PM}(t-1,S0111)+\mathrm{BM}(t,6)<\mathrm{PM}(t-1,S1111)+\mathrm{BM}(t,7)\\ 1,& \mathrm{else}\end{array}\right.$

$\mathrm{Select}3=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if\; PM}(t-1,S0111)+\mathrm{BM}(t,7)<\mathrm{PM}(t-1,S1111)+\mathrm{BM}(t,8)\\ 1,& \mathrm{else}\end{array}\right.$

其中BM(t，i)为当前时刻当前路径分支的度量，i＝(0，1，2，3，4，5，6，7，8)；

PM(t，Sabcd)(abcd∈{0000，0001，0011，0111，1000，1100，1110，1111})为状态Sabcd在t时刻的路径量值；

3)、所述路优先路径存储模块(3)存储所述路径度量选择模块(2)输入的当前时刻所有状态的路径度量PM(t，i)，并将当前时刻所有状态的路径度量输出到所述最优路径选择模块(5)；

4)、所述20个优先路径管理单元模块(4-1，4-2，…，4-20)根据信号第一输入端的输入信号和从第二输入端输入信号中选择各个工作状态的幸存路径信息并输出到一下优先路径管理单元的第二输入端；所述单个优先路径管理单元的第一输入端为4维输入端，各维输入分别用Select0，Select1，Select2，Select3表示；所述单个优先路径管理单元的第二输入端维数为8维，分别以Input0～Input7表示各维输入，即：Input0，Input1，Input2，Input3，Input4，Input5，Input6，Input7；所述单个优先路径管理单元输出端维数为8维，分别以Output0～Output7表示各维输出，即：Output0，Output1，Output2，Output3，Output4，Output5，Output6，Output7；单个优先路径管理单元的算法如下：

$\mathrm{Output}0=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}0,\mathrm{if\; Select}0==0;\\ \mathrm{Input}4,\mathrm{if\; Select}0==1;\end{array}\right.$

$\mathrm{Output}1=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}0,\mathrm{if\; Select}1==0;\\ \mathrm{Input}4,\mathrm{if\; Select}1==1;\end{array}\right.$

Output 2＝Input 1；

Output 3＝Input 2；

Output 4＝Input 5；

Output 5＝Input 6；

$\mathrm{Output}6=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}3,\mathrm{if\; Select}2==0;\\ \mathrm{Input}7,\mathrm{if\; Select}2==1;\end{array}\right.$

$\mathrm{Output}7=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Input}3,\mathrm{if\; Select}3==0;\\ \mathrm{Input}7,\mathrm{if\; Select}3==1;\end{array}\right.$

5)、所述二进制输出选择模块(5)根据输入的所有工作状态的路径度量PM选择最优路径，并输出指示信号B：

所述最优路径选择模块(5)的输入端维数为8维，分别用PM0～PM8表示，即：

PM＝(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)；

所述二进制输出选择模块(5)的输出端维数同样为8维，分别用B0～B7表示，即：

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)；所述二进制输出选择模块(5)的算法如下：

PM0＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(1，0，0，0，0，0，0，0)

PM1＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，1，0，0，0，0，0，0)

PM2＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，1，0，0，0，0，0)

PM3＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，1，0，0，0，0)

PM4＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，1，0，0，0)

PM5＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，1，0，0)

PM6＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，0，1，0)

PM7＝min(PM0，PM1，PM2，PM3，PM4，PM5，PM6，PM7)时，B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，0，0，1)

6)、所述二进制输出选择模块(6)根据第一输入端输入的指示信息B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)从第二输入端输入的信息R₂₀中选择最大似然检测器的输出：

所述二进制输出选择模块(6)第二输入端维数为8维，分别用

R₂₀0，R₂₀1，R₂₀2，R₂₀3，R₂₀4，R₂₀5，R₂₀6，R₂₀7表示，即：

R₂₀＝(R₂₀0，R₂₀1，R₂₀2，R₂₀3，R₂₀4，R₂₀5，R₂₀6，R₂₀7)，则所述二进制输出选择模块(6)的算法如下：

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(1，0，0，0，0，0，0，0)时，Bin＝R₂₀0

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，1，0，0，0，0，0，0)时，Bin＝R₂₀1

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，1，0，0，0，0，0)时，Bin＝R₂₀2

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，1，0，0，0，0)时，Bin＝R₂₀3

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，1，0，0，0)时，Bin＝R₂₀4

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，1，0，0)时，Bin＝R₂₀5

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，0，1，0)时，Bin＝R₂₀6

B＝(B0，B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)＝(0，0，0，0，0，0，0，1)时，Bin＝R₂₀7

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